【点评】本题关键是抓住弹簧的弹力是变化的,分析清楚物体向右运动的过程中受力情况,从而判断出其运动情况,知道平衡位置速度最大、加速度为零。
8.(4分)如图所示,电源E对电容器C充电,当C两端电压达到80V时,闪光灯瞬间导通并发光,C放电。放电后,闪光灯断开并熄灭,电源再次对C充电。这样不断地充电和放电,闪光灯就周期性地发光。该电路()
A.充电时,通过R的电流不变
B.若R增大,则充电时间变长
C.若C增大,则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大
D.若E减小为85V,闪光灯闪光一次通过的电荷量不变
【考点】AN:电容器与电容;BB:闭合电路的欧姆定律
【专题】12:应用题;31:定性思想;43:推理法;535:恒定电流专题.
【分析】本题重在理解题意并能明确电路的工作原理,根据工作原理才能明确电源电压与击穿电压U之间的关系,由Q=UC可知极板上的电荷量。
【解答】解:A、充电时,电容器电荷量增加、电压增加,根据闭合电路的欧姆定律可得R两端电压减小,通过R的电流减小,故A错误;
B、若R增大,充电过程中平均电流I减小,根据Q=It可知充电时间变长,故B正确;
C、电容器两端的电压与闪光灯两端的电压相等,当电源给电容器充电,达到闪光灯击穿电压U时,闪光灯瞬间导通并发光,所以闪光灯发光电压U一定;
若C增大,根据Q=CU可知闪光灯闪光一次通过的电荷量增大,故C正确;
D、若E减小为85V,当电源给电容器充电,达到闪光灯击穿电压U=80V时,闪光灯瞬间导通并发光,根据Q=CU可知闪光灯闪光一次通过的电荷量不变,故D正确;
故选:BCD。
【点评】本题有效地将电路及电容器结合在一起,考查学生的审题能力及知识的迁移应用能力,要求掌握充放电过程中电荷量的多少与哪些因素有关。
9.(4分)如图所示,竖直放置的“Π”形光滑导轨宽为L,矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为d,磁感应强度为B.质量为m的水平金属杆由静止释放,进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等。金属杆在导轨间的电阻为R,与导轨接触良好,其余电阻不计,重力加速度为g。金属杆()
A.刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下
B.穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间
C.穿过两磁场产生的总热量为4mgd
【考点】D9:导体切割磁感线时的感应电动势;DD:电磁感应中的能量转化
【专题】34:比较思想;43:推理法;537:带电粒子在复合场中的运动专题.
【分析】金属杆在无场区做匀加速运动,根据金属杆进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等,判断金属杆刚进入磁场Ⅰ时的运动情况,从而确定其加速度方向。根据平均速度分析金属杆穿过磁场Ⅰ的时间与在两磁场之间的运动时间关系。研究金属杆从刚进入磁场Ⅰ到刚进入磁场Ⅱ的过程,由能量守恒定律求出产生的热量,从而求得总热量。根据金属杆刚进入磁场Ⅰ时匀速运动,求出释放时距磁场Ⅰ上边界的高度,再分析本题中金属杆释放时距磁场Ⅰ上边界的高度h。
【解答】解:A、金属杆在无场区做匀加速运动,而金属杆进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等,所以金属杆刚进入磁场Ⅰ时做减速运动,加速度方向竖直向上,故A错误。
B、金属杆在磁场Ⅰ运动时,随着速度减小,产生的感应电流减小,受到的安培力减小,合力减小,加速度减小,所以金属杆做加速度逐渐减小的变减速运动,在两个磁场之间做匀加速运动,由题知,进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等,所以金属杆在磁场Ⅰ中运动时平均速度小于在两磁场之间运动的平均速度,两个过程位移相等,所以金属杆穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间,故B正确。
C、金属杆从刚进入磁场Ⅰ到刚进入磁场Ⅱ的过程,由能量守恒定律得:2mgd=Q,金属杆通过磁场Ⅱ时产生的热量与通过磁场Ⅰ时产生的热量相同,所以总热量为 Q总=2Q=4mgd。故C正确。
故选:BC。
【点评】本题是电磁感应与力学知识的综合,关键是正确判断金属杆的运动情况以及能量转化情况。要会推导出安培力与速度的关系。
三、简答题:本题分必做题(第10、11题)和选做题(第12题)两部分,共计42分.请将解答填写在答题卡相应的位置.【必做题】
10.(8分)一同学测量某干电池的电动势和内阻。
(1)图1所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的不妥之处。
R/Ω8.07.06.05.04.0
I/A0.150.170.190.220.26
6.76.05.34.53.8
由图象可计算出该干电池的电动势为1.43V;内阻为1.2Ω。
(3)为了得到更准确的测量结果,在测出上述数据后,该同学将一只量程为100mV的电压表并联在电流表的两端。调节电阻箱,当电流表的示数为0.33A时,电压表的指针位置如图2所示,则该干电池的电动势应为1.43V;内阻应为1.0Ω。